Suyuqlik muvozanatdagi harakati, ularning asosiy qonuniyatlari

Membranalarning asosiy turlari
Yarim o’tkazuvchan tochsiqlar (membranalar) suyuq yoki gaz aralashmalari tarkibidagi tegishli komponentlarni o’tkazish qobiliyatiga ega bo’ladi. Membranalar quyidagi asosiy talablarga javob berishlari kerak: yuqori darajadagi ajratuvchanlik (tanlovchanlik); yuqori solishtirma ish unumi (o’tkazuvchanlik); ajralayotgan muhit ta`siriga kimyoviy bardoshlik ko’rsatish; mexaniq jihatdan mustahkamlik; ishlatish paytida asosiy xossalarini o’zgartirmaslik.
Membranalarni tayyorlash uchun turli polimerlar (sellyulozaning asetatlari, poliamidlar, polisulfon va boshqalar), sopol, shisha, metalldan tayyorlangan falga va boshqa materiallar ishlatiladi. Mexaniq jihatdan mustahkamligi bo’yicha membranalar quyidagi turlarga bo’linadi:
1) zichlanuvchi (polimerdan tayyorlangan) membranalar;
2) qattiq strukturali membranalar;
3) g’ovakli membranalar;
4) g’ovaksiz (diffo’zion) membranalar.
G’ovakli membranalar, ayniqsa teskari osmos, mikrofilmtrlash va ultrafilmtrlash jarayonlarida keng qo’llanilmoqda. Diffo’zion membranalar odatda gazlar va suyuq aralashmalarni membrana orqali bug`latish va dializ usullari bilan ajratish uchun ishlatiladi. Diffo’zion membranalarning amaliy jihatdan g’ovaklari bo’lmaydi. Bunday membranalardan erituvchi va erigan moddalar konsentratsiya gradienti (molekulyar diffo’ziya) ta`sirida o’tadi.
Membranali qurilmaning turiga ko’ra, g’ovakli va diffo’zion membranalar plastinaga ochxshash, quvursimon yoki ichi bochsh tolalar (diametri 20-100 mkm, devorining qalinligi 10-50 mkm) ko’rinishida tayyorlanadi. Membranalarni turli shaklga ega bo’lgan g’ovakli tashuvchilarning ustiga joylashtirgan holatda (kompozitli membranalar) ham tayyorlash mumkin.


Membranali jarayonlarning fizik-kimyoviy asoslari
Eng muhim membranali jarayonlarning fizik-kimyoviy mohiyatlarini tushuntirib beramiz.
Teskari osmos. Ushbu jarayonda eritmalarni osmotik bosimdan katta bo’lgan bosim bilan membrana orqali filtrlashdan iborat; bunda membrana erituvchini o’tkazib, o’zida erigan moddalarning molekulalari yoki ionlarini ushlab qoladi. Ushbu jarayonning asosini osmos hodisasi ya’ni erituvchining yarim o’tkazuvchi membrana orqali o’z-o’zidan muvozanat yo’z berguncha eritmaga ochtishi
34.1-rasm. Membrana orqali modda o’tkazish sxemasi:
a — osmos; b — muvozanat; d — teskari osmos.
(34.1-rasmda, a) tashqil etadi. Muvozanat holatiga (34.1-rasm, b) tochg`ri kelgan bosim osmotik bosim ( = rgR) deb ataladi. Eritmalarning osmotik bosimi bir necha ochn megapaskalga teng bo’lishi mumkin. Agar eritmaga osmotik bosimdan yuqori bo’lgan bosim (R> ) ta`sir etilsa (34.1-rasm, d), erituvchining teskari yo’nalishdagi harakati, ya’ni erituvchining membrana orqali suv tomonga ochtishi (teskari osmos hodisasi) yo’z beradi.
Teskari osmos jarayonining harakatlantiruvchi kuchi ish bosimi va osmotik bosim qiymatlarining farqiga teng:
(34.1)
bu yerda, R — ish bosimi; — membrana yonidagi ajralayotgan eritmaning osmotik bosimi; — permeatning os­motik bosimi.